薺菜燙漂工藝優(yōu)化

程玉靜，袁春新，唐明霞*，邱永華

(1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 南通 226541； 2.如皋市九華鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，江蘇 南通 226541)

薺菜是十字花科草本植物，是野菜中的珍品，集營(yíng)養(yǎng)和保健于一身[1]，風(fēng)味獨(dú)特，柔嫩鮮香，近年來(lái)作為名特優(yōu)蔬菜深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景廣闊。因薺菜以嫩莖葉供食，葉片表面積大、水分含量高、蒸騰作用旺盛、呼吸強(qiáng)度高而難以貯藏保鮮[2]，20 ℃貯存2～3 d就易腐爛變質(zhì)，失去商品價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，難以滿足生產(chǎn)需要。因此，如何延長(zhǎng)薺菜的鮮食供應(yīng)期，成為薺菜生產(chǎn)中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。速凍蔬菜可以較好地保持新鮮蔬菜的原有色澤、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且保存期長(zhǎng)、食用方便、風(fēng)味獨(dú)特、衛(wèi)生可靠，近年來(lái)市場(chǎng)份額越來(lái)越大[3-4]。速凍薺菜是薺菜貯藏加工中一種重要的方法，而燙漂是速凍過(guò)程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)[5-6]。生產(chǎn)中若不經(jīng)燙漂則直接影響速凍薺菜的品質(zhì)，使其不能長(zhǎng)時(shí)間貯藏。燙漂可以鈍化酶的活性，防止因酶的氧化而產(chǎn)生褐變、失去硬脆度、風(fēng)味惡化、營(yíng)養(yǎng)流失等[7-8]，同時(shí)可以殺死附著于蔬菜上的部分微生物，降低細(xì)菌總數(shù)和細(xì)菌酶污染，去掉部分雜質(zhì)和塵埃，排除蔬菜組織中的空氣[9-10]。但是燙漂需適度，漂燙不足達(dá)不到保鮮的目的，燙漂過(guò)度不僅增加能源消耗，而且也會(huì)造成果蔬葉綠素分解黃化，營(yíng)養(yǎng)成分損失，降低蔬菜的質(zhì)量。本文主要通過(guò)研究漂燙處理對(duì)薺菜過(guò)氧化物酶(POD)活性和葉綠素含量變化的影響，優(yōu)化燙漂方案，對(duì)速凍薺菜的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)一步優(yōu)化，達(dá)到延長(zhǎng)薺菜保質(zhì)期的目的，對(duì)薺菜的保鮮貯藏以及加工具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2017年9月至12月在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所進(jìn)行，薺菜選自項(xiàng)目組試驗(yàn)基地。主要試劑有乙醇、丙酮、磷酸緩沖液、愈創(chuàng)木酚、H2O2，均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 燙漂時(shí)間和溫度試驗(yàn)

選擇新鮮、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)抽薹的薺菜嫩株，清洗后按照燙漂處理進(jìn)行燙漂，燙漂后用清水迅速冷卻，瀝干后備用。

燙漂時(shí)間對(duì)薺菜POD酶活性和葉綠素含量的影響。在100 ℃下，按燙漂時(shí)間20、30、40、50、60、70、80、100 s對(duì)薺菜進(jìn)行燙漂，研究不同燙漂時(shí)間對(duì)薺菜POD活性和葉綠素含量的影響。以新鮮薺菜的POD活性和葉綠素含量為對(duì)照。

燙漂溫度對(duì)薺菜POD酶活性和葉綠素含量的影響。按燙漂溫度80、85、90、95、100 ℃燙漂薺菜100 s，研究不同燙漂溫度對(duì)薺菜POD活性和葉綠素含量的影響。以新鮮薺菜的POD活性和葉綠素含量為對(duì)照。

1.2.2 燙漂工藝優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)1.2.1節(jié)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)燙漂時(shí)間(x)、燙漂溫度(z)進(jìn)行工藝優(yōu)化，-1.414、-1、0、1、1.414水平x分別為51.72、60、80、100、108.28 s，z分別為90.76、92、95、98、99.24 ℃。

1.3 指標(biāo)測(cè)定和數(shù)據(jù)分析

POD活性測(cè)定。采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定470 nm處的D值，以D470每min變化0.01為1個(gè)酶活力單位，酶活性以 U·g-1·min-1表示[11]。

葉綠素含量測(cè)定。選取燙漂后的葉片，采用乙醇、丙酮、水體積比4.5∶4.5∶1.0混合液浸提法測(cè)定葉綠素含量[12]。

使用Design Expert 8.0.6對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)曲面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 燙漂時(shí)間和溫度

2.1.1 燙漂時(shí)間對(duì)薺菜POD活性的影響

由圖1可知，隨著燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)，薺菜POD活性逐漸降低。燙漂時(shí)間達(dá)到70 s及以上時(shí)，POD活性驟降后趨于平緩，燙漂80 s的POD活性與100 s的POD活性差異不大。這表明，在燙漂時(shí)間為80 s時(shí)，薺菜中的POD被滅活，可選擇80 s作為合適的滅酶時(shí)間。

圖1 燙漂時(shí)間對(duì)薺菜POD活性的影響

2.1.2 燙漂溫度對(duì)薺菜POD活性的影響

隨著燙漂溫度的升高，薺菜中POD活性逐漸降低，在95 ℃時(shí)POD活性已降到1.25 U·g-1·min-1，其活性已遠(yuǎn)低于鮮樣POD活性(36.96 U·g-1·min-1)的10%。100 ℃時(shí)POD活性幾近消失，表明95 ℃可作為合適的燙漂溫度。

圖2 燙漂溫度對(duì)薺菜POD活性的影響

2.1.3 燙漂時(shí)間對(duì)薺菜葉綠素含量的影響

由圖3可知，隨著燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)，薺菜葉片中的葉綠素含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，且均高于未燙漂過(guò)的薺菜葉片(0.9 mg·g-1)?？梢?jiàn)本試驗(yàn)設(shè)定的燙漂時(shí)間并未達(dá)到破壞薺菜葉片葉綠素的程度，隨著燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)薺菜的葉綠素含量反而有所升高，可能是短時(shí)熱燙排除了組織中的空氣，使葉綠素更易釋放于浸提液中，導(dǎo)致葉片更加翠綠，葉綠素含量升高。

圖3 燙漂時(shí)間對(duì)薺菜葉綠素含量的影響

2.1.4 燙漂溫度對(duì)薺菜葉綠素含量的影響

由圖4可知，固定燙漂時(shí)間100 s，隨著燙漂溫度的升高，薺菜葉片中葉綠素含量呈逐漸升高的趨勢(shì)。說(shuō)明在試驗(yàn)設(shè)定的燙漂溫度時(shí)間下，未影響到薺菜葉綠素的分解，未導(dǎo)致薺菜褐變發(fā)生(也與燙漂后的薺菜感官特征一致)，相反，葉綠素含量還有一定程度的升高，可能是短時(shí)熱燙處理會(huì)使薺菜顯得更加翠綠，葉綠素更易釋放于浸提液中，葉綠素含量升高。綜上可以得出，在試驗(yàn)設(shè)定的燙漂溫度和時(shí)間內(nèi)，不會(huì)造成薺菜葉綠素的分解褐變，因此無(wú)須考慮燙漂對(duì)薺菜葉綠素的影響。

圖4 燙漂溫度對(duì)薺菜葉綠素含量的影響

2.2 燙漂工藝優(yōu)化

2.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立與檢驗(yàn)

對(duì)表1的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得POD活性(Y)對(duì)x和z的回歸方程Y=27.60-0.009 6x-0.27z。

表1 中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案及響應(yīng)值結(jié)果

對(duì)燙漂工藝優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果模型F值為646.78，大于在0.01水平上的臨界值，P值<0.001；而失擬項(xiàng)的F值為3.03，小于在0.05水平上的臨界值，說(shuō)明該模型擬合結(jié)果較好。同時(shí)，由F值大小可知，因素影響程度從大到小為燙漂溫度(1 223.72)>燙漂時(shí)間(69.83)。

2.2.2 響應(yīng)面分析與參數(shù)優(yōu)化

利用Design expert軟件擬合得到的回歸模型的響應(yīng)面和等高線見(jiàn)圖5。以薺菜POD活性響應(yīng)值在0.74～2.59 U·g-1·min-1(POD酶活性殘留率2%～7%)為優(yōu)化目標(biāo)，綜合優(yōu)化得到薺菜最佳燙漂時(shí)間為83.62 s，燙漂溫度為94.74 ℃，此時(shí)POD活性為1.46 U·g-1·min-1，POD活性殘留率為3.95%，完全達(dá)到薺菜貯存品質(zhì)的要求。

圖5 燙漂溫度和燙漂時(shí)間對(duì)薺菜POD活性影響的響應(yīng)面和等高線

3 討論

葉綠素是綠葉蔬菜中綠色的主要來(lái)源，綠色的呈現(xiàn)主要是由于葉綠素的四吡咯結(jié)構(gòu)中含有鎂離子。正常情況下葉綠素與蛋白質(zhì)結(jié)合存在于葉綠體中，綠葉蔬菜受熱時(shí)，由于脂蛋白凝固而使葉綠素失去保護(hù)作用，葉綠素與植物釋放出的有機(jī)酸作用轉(zhuǎn)變?yōu)槊撴V葉綠素而失去鮮綠色[13]。因此，薺菜燙漂需要在適宜的溫度和時(shí)間條件內(nèi)進(jìn)行，燙漂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)破壞薺菜的葉綠素，使其失綠褐變。研究結(jié)果表明，在設(shè)定的燙漂試驗(yàn)條件下，隨著燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)和燙漂溫度的升高，薺菜的葉綠素含量并未降低，反而呈逐漸升高的趨勢(shì)(0.9～2.09 mg·g-1)且高于未燙漂薺菜的葉綠素含量(0.9 mg·g-1)，說(shuō)明本試驗(yàn)設(shè)定的燙漂條件不足以破壞薺菜的葉綠素，可能由于短時(shí)間的熱燙排除了組織中的氧氣，使組織透明且顏色更翠綠[14]，故燙漂后測(cè)得的葉綠素含量高于未燙漂處理的薺菜。因此，本試驗(yàn)設(shè)定的燙漂條件不會(huì)對(duì)薺菜的色澤產(chǎn)生影響。但這與前人的研究結(jié)果不一致[15]，還有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

燙漂的主要目的是破壞酶活性和殺死微生物，防止水煮葉菜類產(chǎn)品在保藏過(guò)程中變色、變味和營(yíng)養(yǎng)成分的損失，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期。果蔬中的多酚氧化酶、葉綠素酶、果膠酶、脂肪氧化酶和抗壞血酸氧化酶等酶類在低溫下仍有活性，容易影響果蔬的色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)。但多酚氧化酶等酶類對(duì)溫度敏感，高溫條件下易失活，而過(guò)氧化物酶具有較高的熱穩(wěn)定性，若過(guò)氧化物酶失活，則其他的酶一定失活，因此常以過(guò)氧化物酶是否失活作為熱燙是否充分的標(biāo)準(zhǔn)[16]。前人研究表明，各種蔬菜獲得最佳品質(zhì)的條件是過(guò)氧化物酶的殘留活性不超過(guò)10%，以5%左右為宜[17-18]。本文研究表明，隨著燙漂溫度的升高和燙漂時(shí)間的延長(zhǎng)，薺菜POD活性都呈下降的趨勢(shì)，尤其是隨著燙漂溫度的升高，POD活性幾乎呈直線下降。在燙漂時(shí)間對(duì)薺菜POD活性的影響中，燙漂80 s后POD活性只有0.14 U·g-1·min-1，未燙漂時(shí)薺菜POD活性為36.69 U·g-1·min-1。在燙漂溫度對(duì)薺菜POD活性的影響中，燙漂95 ℃時(shí)POD活性為1.25 U·g-1·min-1，POD殘留活性不到5%。為選擇最適宜的燙漂時(shí)間和溫度，選擇響應(yīng)曲面法進(jìn)行優(yōu)化。以POD殘留活性在2%～7%作為優(yōu)化區(qū)間，通過(guò)響應(yīng)曲面圖得出最佳的燙漂參數(shù)為：燙漂時(shí)間 83.62 s、燙漂溫度94.74 ℃，此時(shí)POD活性為1.46 U·g-1·min-1，POD活性殘留率為3.95%。